CN109181441B - 抗老化涂料、制备方法及在延长水管、电缆寿命上的应用 - Google Patents

抗老化涂料、制备方法及在延长水管、电缆寿命上的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗老化涂料、制备方法及在延长水管、电缆寿命上的应用，所述制备方法包括以下步骤：将水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂、乙醇、异丙醇、水混合均匀，再依次加入乙二醇单丁醚、纳米氧化锌、硼酸锌、纤维素分散剂、硅烷偶联剂、表面活性剂、流平剂、抗老化剂混合均匀，得到抗老化涂料。本发明抗老化涂料，经过大量研究制备得到，是具有长效抗老化效果的涂料，能够抵御阳光中的紫外线，避免氧化，能够在空气中保持长久不变色和风化，本涂料覆盖在水管和电线外部，材料中的有害物质对水管中的水体没有污染，使用安全，涂料中添加了抗老化剂，有抗老化作用，使用寿命长，能大大提高水管和电线的使用寿命，水电线路五十年使用寿命。

Description

抗老化涂料、制备方法及在延长水管、电缆寿命上的应用
技术领域
本发明涉及一种抗老化涂料、制备方法及在延长水管、电缆寿命上的应用。
背景技术
涂料在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。
水管是供水的管道，现代装修水管都是采用埋墙式施工，水管的分类有三种，第一类是金属管，如内搪塑料的热镀铸铁管、铜管、不锈钢管等。第二类是塑复金属管，如塑复钢管，铝塑复合管等。第三类是塑料管，如PB、PP-R。
电线由导体、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。常用电线的特性如下：CEF-乙丙橡胶绝缘氯丁橡胶护套，船用阻燃电力电缆。CVV-聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套船用阻燃电力电缆。氧舱电线常采用BV，BX，RV，RVV系列电线，其中：BV-铜芯聚氯乙烯绝缘电线，长期允许温度65℃，最低温度-15℃，工作电压交流500V，直流1000V，固定敷设于室内、外，可明敷也可暗敷。BX-铜芯橡皮绝缘线，最高使用温度65℃，敷于室内。RV-聚氯乙烯绝缘单芯软线，最高使用温度65℃，最低使用温度-15℃，工作电压交流250V，直流500V，用作仪器和设备的内部接线。RVV-铜芯聚氯乙烯绝缘和护套软电线，允许长期工作温度105℃，工作电压交流500V，直流1000V，用于潮湿，机械防护要求高，经常移动和弯曲的场合。
目前使用的普通水管和电线其自身强度差、阻燃等级不高并且抗老化能力差，外排式PVC-U排水管在紫外线照射下容易发生变色和风化，更加速了产品的老化进程。
水管和电线老化是人们不断探索研究的一个难题，希望能为水管和电线提供一道高强度、高弹性、高附着力、抗冲击、抗穿刺、耐老化、耐腐蚀、耐磨的防水保护膜。现有的抗老化涂料保光、保色性差，不耐老化，易泛黄，效果差。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种抗老化涂料、制备方法及在延长水管、电缆寿命上的应用，具有长效抗老化的效果，能大大提高水管和电线的使用寿命。
本发明的技术解决方案：
一种抗老化涂料的制备方法，包括下述步骤：将水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂、乙醇、异丙醇、水混合均匀，再依次加入乙二醇单丁醚、纳米氧化锌、硼酸锌、纤维素分散剂、硅烷偶联剂、表面活性剂、流平剂、抗老化剂混合均匀，得到抗老化涂料。
一种抗老化涂料的制备方法，包括下述步骤：将50-60重量份水性丙烯酸树脂、5-15重量份水性环氧树脂、10-20重量份乙醇、7-14重量份异丙醇、7-14重量份水混合均匀，再依次加入3-6重量份乙二醇单丁醚、5-10重量份纳米氧化锌、1-4重量份硼酸锌、4-9重量份纤维素分散剂、0.2-0.6重量份硅烷偶联剂、1-2重量份表面活性剂、0.7-1.7重量份流平剂、1-2重量份抗老化剂混合均匀，得到抗老化涂料。
所述纤维素分散剂为羧甲基纤维素钠或羟丙基甲基纤维素。
进一步地，所述纤维素分散剂为羟丙基甲基纤维素改性物。
所述羟丙基甲基纤维素改性物由下述方法制备：将羟丙基甲基纤维素、水按质量比为1：(7-10)混合，以转速为100-400r/min搅拌10-20min，再加入十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵在温度为60-70℃下，以转速为100-400r/min搅拌50-60min；然后在温度为60-70℃、转速为100-400r/min搅拌下滴加质量浓度为8-20％的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼的丙酮溶液，滴加速度为0.1-0.5g/s，滴加完毕后继续在温度为60-70℃、转速为100-400r/min搅拌反应1-2h，得到反应液；将反应液在温度为65-75℃、绝对压强为0.02-0.05MPa真空干燥至恒重，即得。
所述羟丙基甲基纤维素、十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵、质量浓度为8-20％的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼的丙酮溶液的质量比为1：(0.04-0.08)：(0.03-0.06)：(0.02-0.05)：(0.07-1.3)。
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。
所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠。
所述抗老化剂为三[1，5-戊二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯和/或三[1，14-十四二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯。进一步地，所述抗老化剂为三[1，5-戊二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯、三[1，14-十四二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯按质量比为1：(0.2-0.3)的混合物。
所述硅烷偶联剂为N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。
本发明还提供了一种抗老化涂料，采用上述抗老化涂料的制备方法的制备而成。
本发明还提供了上述抗老化涂料在延长水管、电缆寿命上的应用。将抗老化涂料喷涂或刷涂在水管和电线的表面，喷涂或刷涂的厚度为1-10mm，即可。
本发明抗老化涂料，经过大量研究制备得到，是具有长效抗老化效果的涂料，能够抵御阳光中的紫外线，避免氧化，能够在空气中保持长久不变色和风化，本涂料覆盖在水管和电线外部，材料中的有害物质对水管中的水体没有污染，使用安全，涂料中添加了抗老化剂，有抗老化作用，使用寿命长，能大大提高水管和电线的使用寿命，水电线路五十年使用寿命。
具体实施方式
实施例中所用材料如下：本发明对各组材质水管、电线均适用。具体的本实施方式中水管的材质为PVC，电线的护套材质为PVC。水性丙烯酸树脂按照申请号为201410189278.8的中国专利的具体实施方式中实施例2所示方法制备。水性环氧树脂按照申请号为201610451512.9的中国专利的具体实施方式中实施例1所示方法制备。乙醇，CAS号：64-17-5。异丙醇，CAS号：67-63-0。乙二醇单丁醚，CAS号：111-76-2。纳米氧化锌为杭州九朋新材料有限责任公司提供的纳米氧化锌，型号为CY-J30，粒径为30nm。硼酸锌为山东秀诚化工有限公司提供的硼酸锌，型号为XC603。羟丙基甲基纤维素为任丘市尚康化工有限公司提供的羟丙基甲基纤维素，产品等级为优级品。十二烷基三甲基氯化铵，CAS号：112-00-5。三聚氰胺盐酸盐，CAS号：626-32-4。过硫酸铵，CAS号：7727-54-0。三[1，14-十四二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯按照申请号为201210077792.3的中国专利的具体实施方式中实施例5所示方法制备。3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼，CAS号：32687-77-7。聚醚聚酯改性有机硅氧烷按照申请号为201510891948.5的中国专利的具体实施方式中实施例1所示方法制备。十二烷基磺酸钠，CAS号：2386-53-0。N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷，CAS号：3068-76-6。三[1，5-戊二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯按照申请号为201210077792.3的中国专利的具体实施方式中实施例2所示方法制备。
实施例1
抗老化涂料制备方法：将55重量份水性丙烯酸树脂、10重量份水性环氧树脂、15重量份乙醇、10重量份异丙醇、10重量份去离子水以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，再依次加入4.5重量份乙二醇单丁醚、7重量份纳米氧化锌、3重量份硼酸锌、6重量份纤维素分散剂、0.4重量份硅烷偶联剂、1.2重量份表面活性剂、1.3重量份流平剂、1.5重量份抗老化剂以转速为300r/min搅拌25min混合均匀，得到抗老化涂料。
延长水管和电线使用寿命的施工工艺，包括以下步骤：将抗老化涂料喷涂在水管和电线的表面，喷涂的厚度为3mm。
所述纤维素分散剂为羟丙基甲基纤维素。
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。
所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
所述抗老化剂为三[1，5-戊二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯。
所述硅烷偶联剂为N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
实施例2
制备抗老化涂料制备：将55重量份水性丙烯酸树脂、10重量份水性环氧树脂、15重量份乙醇、10重量份异丙醇、10重量份去离子水以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，再依次加入4.5重量份乙二醇单丁醚、7重量份纳米氧化锌、3重量份硼酸锌、6重量份纤维素分散剂、0.4重量份硅烷偶联剂、1.2重量份表面活性剂、1.3重量份流平剂、1.5重量份抗老化剂以转速为300r/min搅拌25min混合均匀，得到抗老化涂料。
延长水管和电线使用寿命的施工工艺，包括以下步骤：将抗老化涂料喷涂在水管和电线的表面，喷涂的厚度为3mm。
所述纤维素分散剂为羟丙基甲基纤维素改性物。
所述羟丙基甲基纤维素改性物由下述方法制备：将100g羟丙基甲基纤维素与800g去离子水混合，以转速为300r/min搅拌15min，再加入十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵在温度为65℃下，以转速为180r/min搅拌55min；然后在温度为65℃、转速为300r/min搅拌下滴加质量浓度为14％的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼的丙酮溶液，滴加速度为0.15g/s，滴加完毕后继续在温度为65℃、转速为300r/min搅拌反应1.5h，得到反应液；将反应液在温度为70℃、绝对压强为0.03MPa真空干燥至恒重，即得羟丙基甲基纤维素改性物。
所述羟丙基甲基纤维素、十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵、质量浓度为14％的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼的丙酮溶液的质量比为1：0.06：0.05：0.03：1。
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。
所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
所述抗老化剂为三[1，5-戊二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯。
所述硅烷偶联剂为N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
实施例3
抗老化涂料制备：将55重量份水性丙烯酸树脂、10重量份水性环氧树脂、15重量份乙醇、10重量份异丙醇、10重量份去离子水以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，再依次加入4.5重量份乙二醇单丁醚、7重量份纳米氧化锌、3重量份硼酸锌、6重量份纤维素分散剂、0.4重量份硅烷偶联剂、1.2重量份表面活性剂、1.3重量份流平剂、1.5重量份抗老化剂以转速为300r/min搅拌25min混合均匀，得到抗老化涂料。
延长水管和电线使用寿命的施工工艺，包括以下步骤：将抗老化涂料喷涂在水管和电线的表面，喷涂的厚度为3mm。
所述纤维素分散剂为羟丙基甲基纤维素改性物。
所述羟丙基甲基纤维素改性物由下述方法制备：将100g羟丙基甲基纤维素与800g去离子水混合，以转速为300r/min搅拌15min，再加入十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵在温度为65℃下，以转速为180r/min搅拌55min；然后在温度为65℃、转速为300r/min搅拌下滴加丙酮，滴加速度为0.15g/s，滴加完毕后继续在温度为65℃、转速为300r/min搅拌反应1.5h，得到反应液；将反应液在温度为70℃、绝对压强为0.03MPa真空干燥至恒重，即得羟丙基甲基纤维素改性物。
所述羟丙基甲基纤维素、十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵、丙酮的质量比为1：0.06：0.05：0.03：1。
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。
所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
所述抗老化剂为三[1，5-戊二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯。
所述硅烷偶联剂为N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
实施例4
抗老化涂料制备：将55重量份水性丙烯酸树脂、10重量份水性环氧树脂、15重量份乙醇、10重量份异丙醇、10重量份去离子水以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，再依次加入4.5重量份乙二醇单丁醚、7重量份纳米氧化锌、3重量份硼酸锌、6重量份纤维素分散剂、0.4重量份硅烷偶联剂、1.2重量份表面活性剂、1.3重量份流平剂、1.5重量份抗老化剂以转速为300r/min搅拌25min混合均匀，得到抗老化涂料。
延长水管和电线使用寿命的施工工艺，包括以下步骤：将抗老化涂料喷涂在水管和电线的表面，喷涂的厚度为3mm。
所述纤维素分散剂为羟丙基甲基纤维素改性物。
所述羟丙基甲基纤维素改性物由下述方法制备：将100g羟丙基甲基纤维素与800g去离子水混合，以转速为300r/min搅拌15min，再加入十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵在温度为65℃下，以转速为180r/min搅拌55min；然后在温度为65℃、转速为300r/min搅拌下滴加质量浓度为14％的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼的丙酮溶液，滴加速度为0.15g/s，滴加完毕后继续在温度为65℃、转速为300r/min搅拌反应1.5h，得到反应液；将反应液在温度为70℃、绝对压强为0.03MPa真空干燥至恒重，即得羟丙基甲基纤维素改性物。
所述羟丙基甲基纤维素、十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵、质量浓度为14％的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼的丙酮溶液的质量比为1：0.06：0.05：0.03：1。
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。
所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
所述抗老化剂为三[1，14-十四二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯。
所述硅烷偶联剂为N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
实施例5
抗老化涂料制备：将55重量份水性丙烯酸树脂、10重量份水性环氧树脂、15重量份乙醇、10重量份异丙醇、10重量份去离子水以转速为300r/min搅拌15min混合均匀，再依次加入4.5重量份乙二醇单丁醚、7重量份纳米氧化锌、3重量份硼酸锌、6重量份纤维素分散剂、0.4重量份硅烷偶联剂、1.2重量份表面活性剂、1.3重量份流平剂、1.5重量份抗老化剂以转速为300r/min搅拌25min混合均匀，得到抗老化涂料。
延长水管和电线使用寿命的施工工艺，包括以下步骤：将抗老化涂料喷涂在水管和电线的表面，喷涂的厚度为3mm。
所述纤维素分散剂为羟丙基甲基纤维素改性物。
所述羟丙基甲基纤维素改性物由下述方法制备：将100g羟丙基甲基纤维素与800g去离子水混合，以转速为300r/min搅拌15min，再加入十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵在温度为65℃下，以转速为180r/min搅拌55min；然后在温度为65℃、转速为300r/min搅拌下滴加质量浓度为14％的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼的丙酮溶液，滴加速度为0.15g/s，滴加完毕后继续在温度为65℃、转速为300r/min搅拌反应1.5h，得到反应液；将反应液在温度为70℃、绝对压强为0.03MPa真空干燥至恒重，即得羟丙基甲基纤维素改性物。
所述羟丙基甲基纤维素、十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵、质量浓度为14％的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼的丙酮溶液的质量比为1：0.06：0.05：0.03：1。
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。
所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
所述抗老化剂为将三[1，5-戊二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯、三[1，14-十四二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯按质量比为1：0.25混合得到的混合物。
所述硅烷偶联剂为N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
测试例1
对实施例1-5制备的抗老化涂料进行性能测试，具体结果见表1。
涂层制备工艺：底材为马口铁板，其材质符合GB/T2520-88规定，表面处理符合GB/T9271-88，按GB/T1727-92《漆膜一般制备法》制备漆膜。将抗老化涂料喷涂在马口铁板表面，喷涂厚度为2mm，然后在恒温恒湿的鼓风烘箱中30℃烘0.5h，形成涂膜。
附着力测试：参照GB/T1720-1979，划圈仪测定法，涂膜对底材粘合的牢度即附着力，按圆滚线划痕范围内的涂膜完整程度评定，以级表示。
耐火时间测试：根据GB14907-2002的方法检测涂膜的耐火时间。
耐黄变性：按IOS 11507：1997测试。
表1：性能测试结果表
Figure BDA0001739809640000091
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种抗老化涂料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将50-60重量份水性丙烯酸树脂、5-15重量份水性环氧树脂、10-20重量份乙醇、7-14重量份异丙醇、7-14重量份水混合均匀，再依次加入3-6重量份乙二醇单丁醚、5-10重量份纳米氧化锌、1-4重量份硼酸锌、4-9重量份纤维素分散剂、0.2-0.6重量份硅烷偶联剂、1-2重量份表面活性剂、0.7-1.7重量份流平剂、1-2重量份抗老化剂混合均匀，得到抗老化涂料；
所述纤维素分散剂为羟丙基甲基纤维素改性物；所述羟丙基甲基纤维素改性物由下述方法制备：将羟丙基甲基纤维素、水按质量比为1：(7-10)混合，以转速为100-400r/min搅拌10-20min，再加入十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵在温度为60-70℃下，以转速为100-400r/min搅拌50-60min；然后在温度为60-70℃、转速为100-400r/min搅拌下滴加质量浓度为8-20％的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼的丙酮溶液，滴加速度为0.1-0.5g/s，滴加完毕后继续在温度为60-70℃、转速为100-400r/min搅拌反应1-2h，得到反应液；将反应液在温度为65-75℃、绝对压强为0.02-0.05MPa真空干燥至恒重，即得；
所述羟丙基甲基纤维素、十二烷基三甲基氯化铵、三聚氰胺盐酸盐、过硫酸铵、质量浓度为8-20％的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼的丙酮溶液的质量比为1：(0.04-0.08)：(0.03-0.06)：(0.02-0.05)：(0.07-1.3) ；
所述抗老化剂为将三[1，5-戊二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯、三[1，14-十四二醇单-(3，5-二叔丁基，4-羟基)苯甲醚]亚磷酸酯按质量比为1：0.25混合得到的混合物。
2.如权利要求1所述的抗老化涂料的制备方法，其特征在于：所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠。
3.如权利要求1所述的抗老化涂料的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。
4.一种抗老化涂料，其特征在于：采用权利要求1-3中任一项所述抗老化涂料的制备方法制备而成。
5.如权利要求4所述的抗老化涂料在延长水管、电缆寿命上的应用。
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